tính toán thiết kế ly hợp

1 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu ly hợp lắp ôtô: 1.1.1 Công dụng: .2 1.1.2 Phân loại: 1.1.3 Yêu cầu : 1.2 Đặc điểm số loại ly hợp phương pháp dẫn động 1.2.1 Đặc điểm số loại ly hợp 2.2.2 Bán kính hình vành khăn bề mặt ma sát đĩa bị động 13 2.2.3 Diện tích bán kính trung bình hình vành khăn ma sát .15 2.1.4 Lực ép cấu ép : 15 2.2.1 Xác định thông số điều khiển ly hợp trợ lực: 20 LỜI NÓI ĐẦU Sau học xong môn học lý thuyết ô tô máy công trình, kết cấu tính toán ô tô, sinh viên giao làm đồ án môn học Với công nghiệp phát triển ngày đại, nhu cầu lao động sống người nâng cao Vấn đề vận chuyển hàng hóa, lại người nhu cầu cần thiết Ô tô loại phương tiện phát triển phổ biến giới Việt Nam để đáp ứng cho nhu cầu Trong loại ôtô, xe tải phương tiện chủ yếu dùng để chuyên chở hàng hóa Là sinh viên ngành động lực, việc tìm hiểu, nghiên cứu, tính toán thiết kế phận, cụm máy, chi tiết xe tải thiết thực bổ ích Trong khuôn khổ giới hạn đồ án môn học, em giao nhiệm vụ thiết kế tính toán ly hợp xe tải Công việc giúp cho em bước đầu làm quen với công việc thiết kế mà em học trường để ứng dụng cho thực tế, đồng thời giúp cho em cố lại kiến thức sau học môn lý thuyết trước Dưới hướng dẫn tận tình thầy giáo Lê Bá Dần nổ lực thân, sau khoảng thời gian cho phép em hoàn thành đồ án Vì bước đầu tính toán thiết kế bỡ ngỡ không tránh khỏi sai sót, nhầm lẫn Do vậy, em mong thầy thông cảm bảo thêm để em hoàn thiện trình học tập Chương TỔNG QUAN VỀ LY HỢP TRÊN Ô TÔ 1.1 Công dụng, phân loại, yêu cầu ly hợp lắp ôtô: 1.1.1 Công dụng: Ly hợp cụm chủ yếu ôtô- máy kéo Ly hợp dùng để nối trục khuỷu động với hệ thống truyền lực, để truyền mômen quay êm dịu cắt truyền động đến hệ thống truyền lực nhanh chóng, dứt khoát Ngoài ly hợp đảm bảo cho động động làm việc chế độ không tải cưỡng hệ thống truyền lực không bị tải momen lớn 1.1.2 Phân loại: Tuỳ theo tính chất truyền mômen, đặc điểm kết cấu v.v phân loại ly hợp loại sau: + Dựa theo tính chất truyền mômen, người ta phân loại ly hợp ma sát khí, ly hợp thuỷ lực, ly hợp điện từ + Dựa theo hình dạng phận ma sát khí, chia ra: ly hợp ma sát đĩa (đĩa phẳng), ly hợp ma sát đĩa côn (đĩa bị động có dạng hình côn), ly hợp ma sát hình trống (kiểu tang trống guốc ma sát ép vào tang trống) +Theo đặc điểm làm việc, chia ra: loại thường đóng không thường đóng 1.1.3 Yêu cầu : Có yêu cầu lớn ly hợp : - Đảm bảo truyền mômen quay lớn động mà không bị trượt điều kiện sử dụng - Đóng êm dịu để tăng từ từ momen quay lên trục hệ thống truyền lực, không gây va đập bánh Ngoài ly hợp đóng êm dịu ôtô khởi hành tăng tốc từ từ không giật, làm cho người lái hành khách đỡ mệt - Mở dứt khoát nhanh chóng nghĩa cắt hoàn toàn truyền động từ động đến hệ thống truyền lực thời gian ngắn - Mômen quán tính chi tiết phần bị động ly hợp phải nhỏ để giảm lực va đập lên bánh sang số ,dễ gài số giảm mài mòn bề mặt ma sát đồng tốc - Phải làm nhiệm vụ phận an toàn để tránh tác dụng lên hệ thống truyền lực mômen lớn gặp tải Vì mômen ma sát phải không lớn Ngoài yêu cầu khác như: + Điều khiển dễ dàng,lực tác dụng lên bàn đạp nhỏ + Hệ số ma sát cao ổn định + Thoát nhiệt tốt + Làm việc bền vững tin cậy + Hiệu suất cao + Giá thành rẻ, kết cấu ,sửa chữa, bảo dưỡng đơn giản + Kích thước nhỏ gọn 1.2 Đặc điểm số loại ly hợp phương pháp dẫn động 1.2.1 Đặc điểm số loại ly hợp Ly hợp ma sát khí: - Ưu điểm : + Làm việc bền vững, tin cậy +Hiệu suất cao +Mômen quán tính chi tiết thụ động nhỏ +Kích thước nhỏ gọn +Giá thành rẻ + Sử dụng ,bảo dưỡng ,sửa chữa dể dàng Theo hình dạng phận ma sát, ly hợp ma sát có ba loại: ly hợp ma sát đĩa ( đĩa phẳng ), ly hợp ma sát đĩa côn ( đĩa bị động có dạng hình côn ), ly hợp ma sát hình trống (kiểu tang trống guốc ma sát ép vào tang trống) Ly hợp ma sát có dạng hình côn hình trống mômen quán tính phần bị động lớn ,ảnh hưởng không tốt đến việc gài số nên ngày người ta không dùng Ly hợp ma sát đĩa phẳng dùng phổ biến Tuỳ theo cấu tạo có kiểu đĩa, kiểu hai đĩa nhiều đĩa Hình 1.1 Sơ đồ ly hợp loại đĩa hai đĩa 1- trục khuỷu; 2- bánh đà; 3- đĩa bị động; 5- cácte ly hợp; 6- chụp bánh trớn; 8- gối đỡ cần ép; 9- cần ép; 11- trục ly hợp; 7- bulông ép; 10- vòng nhả li hợp; 12- bàn đạp; 14- đòn bẩy; 15- lò xo hồi vị; 16- lò xo ép; 18- gối đỡ; 4- đĩa ép; 13- kéo; 7,23- chốt dẫn hướng; 19- lò xo ép tách đĩa trung gian; 20- bu lông điều chỉnh đĩa ép trung gian; 22- đĩa bị động sau; 21- đĩa chủ động; 24- đĩa trung gian; 25- đĩa bị động trước Ly hợp ma sát đĩa bị động sử dụng phổ biến hầu hết loại ôtô máy kéo nhờ kết cấu đơn giản ,gọn nhẹ ,việc mở ly hợp dễ dứt khoát mômen quán tính phần bị động nhỏ ảnh hưởng đến việc gài số Kiểu ly hợp ma sát hai đĩa bị động dùng xe tải lớn (vì cần truyền mômen quay lớn ) Nhược điểm loại ly hợp kết cấu phức tạp , việc mở ly hợp khó dứt khoát (khó cách ly đĩa bị động khỏi phần chủ động),tuy nhiên việc đóng ly hợp êm dịu loại đĩa(nhờ tiếp xúc bề mặt ma sát tiến hành từ từ hơn) Theo đặc điểm kết cấu lò xo ép ,có thể chia ly hợp ma sát khí : + Ly hợp ma sát khí kiểu nhiều lò xo ép hình trụ bố trí xung quanh Kiểu có kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, độ tin cậy cao (nếu lò xo bị gẫy ly hợp làm việc ) Nhược điểm áp lực sinh bề mặt ma sát dễ không loại sử dụng phổ biến xe tải, máy kéo số xe + Ly hợp ma sát khí kiểu lò xo ép trung tâm: Chỉ gồm lò xo hình côn (hoặc hai lò xo trụ ) bố trí Nhờ áp suất sinh bề mặt ma sát đồng Tuy nhiên độ tin cậy thấp (nếu lò xo bị gảy ly hợp tác dụng), kết cấu đòn mở phức tạp điều chỉnh khó khăn nên sử dụng +Ly hợp ma sát khí kiểu lò xo ép đĩa nón cụt: Chỉ có lò xo kiểu đĩa nón cụt bố trí nên áp lực phân bố lên bề mặt ma sát Ly hợp lò xo kiểu có nhiều ưu điểm bật: Lò xo làm nhiệm vụ đòn mở nên kết cấu gọn nhẹ Đặc tính lò xo phi tuyến nên lực để mở ly hợp không tăng thêm loại lò xo hình trụ, điều khiển nhẹ nhàng Nhược điểm điều chỉnh khe hở đòn mở bạc mở tâm ma sát bị mòn nên ly hợp kiểu sử dụng xe du lịch khách cở nhỏ có đặc tính động lực tốt, sử dụng điều kiện đường tốt (ít phải sang số) Hình 1.2 Biểu đồ so sánh khả làm việc lò xo đĩa lò xo trụ Để hiểu rõ ưu điểm bật lò xo đĩa so với lò xo trụ, xem biểu đồ Ở điều kiện làm việc bình thường, nghĩa đĩa ly hợp hoàn toàn mới, đặt vào đĩa ép ly hợp lực ép (P0) hai loại: loại lò xo trụ loại lò xo đĩa, ấn hết cỡ bàn đạp ly hợp, sức ép trở thành P2 P’2 Điều có nghĩa loại lò xo đĩa, lực cần phải ấn vào bàn đạp ly hợp nhỏ lò xo trụ với mức lệch thể “a” Còn độ mòn bề mặt tiếp xúc đĩa ly hợp vượt qua giới hạn cho phép, sức ép đặt lên đĩa ép ly hợp loại lò xo trụ giảm đến P’1 Mặt khác, sức ép đặt lên đĩa ép ly hợp loại lò xo đĩa P1, P0 Điều có nghĩa là, khả truyền công suất ly hợp kiểu lò xo đĩa không bị giảm giới hạn mòn đĩa Ngược lại, sức ép đặt lên đĩa ép ly hợp lò xo trụ giảm xuống P’1 Do đó, khả truyền công suất giảm xuống, làm cho ly hợp bị trượt Theo đặc điểm làm việc ,có thể chia ra: Ly hợp thường đóng ly hợp không thương đóng + Ly hợp thường đóng loại ly hợp kiểu lò xo ép thường xuyên đóng trình làm việc.Ly hợp mở thông qua hệ thống dẫn động tác dụng lực bàn đạp bàn đạp đạp ly hợp + Ly hợp không thường đóng loại ly hợp lò xo ép Đĩa bị động chủ động ép vào thông qua hệ thông đòn đặc biệt Việc đóng mở ly hợp phải thông qua hệ thống đòn tác động lực điều khiển người lái Loại ly hợp có mômen quán tính phần bị động ly hợp lớn nên thường phải có phanh riêng để hảm trục ly hợp trước gài số nhằm tránh va đập bánh gài số ● Ly hợp ma sát thuỷ lực: Đây loại ly hợp mà mômen ma sát hình thành ly hợp nhờ ma sát thuỷ lực ly hợp làm việc êm dịu ( nhờ tính chất dể trượt chất lỏng) giảm tải trọng động cho hệ thống truyền lực củng cho động Tuy ly hợp thuỷ lực lại mở không dứt khoát có mômen dư (dù số vòng quay động thấp) làm ảnh hưởng đến việc gài số Ngoài ly hợp thuỷ lực luôn có trượt (ít 2- 3%) gây tổn hao công suất động tăng tiêu hao nhiên liệu xe Mặt khác ly hợp thuỷ lực đòi hỏi cao độ xác va kín khít mối ghép, yêu cầu có loại dầu đặc biệt (dầu có độ nhờn nhiệt độ đông đặc thấp, không sủi bọt v.v ) nên giá thành ly hợp nói riêng giá thành ôtô nói chung cao ly hợp ma sát khí thông thường Do đó, loại ly hợp sử dụng hạn chế xe đặc biệt có công suất riêng lớn ●Ly hợp điện từ: loại ly hợp mà mômen hình thành ly hợp nhờ mô men điện từ Ly hợp điện từ truyền động êm dịu, kết cấu công kềnh trọng lượng đơn vị công suất truyền lớn nên dùng ôtô mà thường sử dụng tàu xe máy công trình cỡ lớn Ly hợp động thiết kế dùng để lắp xe tải nhỏ Qua phân tích tham khảo động mẫu ta chọn cụm ly hợp thiết kế ly hợp thường đóng, ly hợp ma sát khí loại đĩa bị động, sử dụng cấu ép lò xo đĩa côn 1.2.2 Các phương pháp dẫn động ly hợp Trên ô tô máy kéo thường dùng hai loại dẫn động là: Dẫn động khí dẫn động thủy lực Ngoài để đảm bảo điều khiển nhẹ nhàng,giảm cường độ lao động cho người lái tăng tính tiện nghi người ta dùng trợ lực khí nén trợ lực chân không + Dẫn động khí: Hình 1.3 Sơ đồ dẫn động khí 1.Bàn đạp 2.Thanh kéo 5.Càng mở (bên ngoài) 8.Ổ bi tỳ 11.Đĩa ép 3.Đòn trung gian 4.Thanh đẩy 6.Càng mở (bên trong) Giá tùy động 12.Bánh đà 7.Lò xo hồi vị 10 Nạng mở 13.Tấm ma sát - Ưu điểm: đơn giản, rẻ tiền, làm việc tin cậy - Nhược điểm: hiệu suất thấp dẫn động dài động đặt xa người lái (do có nhiều khâu khớp) Độ cứng dẫn động thấp so với dẫn động thủy lực nhiều khe hở khâu khớp Khó lắp đặt ca bin kiểu lật 10 +Dẫn động thủy lực: Hình 1.4 Sơ đồ dẫn động thủy lực 1: Bánh đà 2: Đĩa bị động 5: Bạc mở ổ bi tỳ; 8: Xilanh 3: Đòn mở 4: Giá tùy động 6: Lò xo hồi vị ổ bi tỳ; 9: Xi lanh công tác: 11: Ống trượt 7: Bàn đạp; 10: Nạng mở 12: Đĩa ép - Ưu điểm: Hiệu suất cao, độ cứng vững cao Dễ lắp đặt (nhờ sử dụng đường ống khớp nối mềm) Có khả hạn chế tốc độ dịch chuyển đĩa ép đóng ly hợp đột ngột, giảm tải trọng động - Nhược điểm: Kết cấu phức tạp ,đòi hỏi độ kín khít cao,lực dẫn động lớn hiệu suất giảm nhiều nhiệt độ thấp, dao động chất lỏng làm việc làm cho đường ống bị rung động, giá cao Làm việc tin cậy có rò rỉ, bảo dưỡng sửa chữa phức tạp + Dẫn động thuỷ lực trợ lực khí nén: 15 ⇒ R2 = 122 (mm) (1.2) Theo [2] bán kính R2 = 90 ÷ 125 R2=129 ( Thỏa mãn ) Bán trính ma sát R1 R1 = R2.k r = 122.0,53=71 (mm) (1.3) 2.2.3 Diện tích bán kính trung bình hình vành khăn ma sát Theo [2]: - Diện tích hình vành khăn ma sát S (mm2 ) xác định : 2 S= π.(R -R ) S= π ( 1222- 782 ) = 0,026 m2 (1.4) - Bán kính trung bình hình vành khăn ma sát R tb (mm) xác định : ( ( ) ) ( ( ) ) R23 − R12 122 − 713 Rtb= = =98 (mm) R22 − R12 122 − 712 (1.5) 2.1.4 Lực ép cấu ép : Lực ép cần thiết đươc xác định theo [2]: M ms β M e max F = µR Z = µR Z tb ms tb ms 1,6.184 F = 0,35.98.10 −3.2 =4291[N] (1.6) 2.1.5 Xác định thông số cấu ép: Lò xo ly hợp chế tạo thép Silic 60C,60C2A thép măng-gan 65 có ứng suất cho phép theo [2] [ τ ]=650 ÷ 850 (MN/m2) [ σ ]=100(MN/m2) Lò xo tính toán để xác định thông số hình học nhằm thoả mãn lực ép F cần thiết cho ly hợp Kích thước lò co đĩa nón cụt phải đảm bảo điều kiện bền với chức đòn mở 16 a Lực ép cần thiết lò xo đĩa nón cụ : Theo [2] lực ép cần thiết lò xo ép đĩa nón cụt xác định theo công thức : Flx = k0.F Trong : F: Lực ép cần thiết ly hợp ,(N) Từ kết (1.6) ta có F=4291(N) k0: Hệ số tính đến giản, nới lỏng lò xo.Theo [2] k0 = 1,05 ÷ 1,08 chọn k0 = 1,05 Thay số vào (1.4) ta : Flx = 1,05.4291 =4505.5 (N) (1.7) b Kích thước đặc tính lò xo ép đĩa nón cụt xẻ rảnh: Hình 2 Sơ đồ tính lò xo đĩa nón cụt Sơ đồ để tính toán lò xo đĩa nón cụt có xẻ rảnh hướng tâm thể hình (2.2) Theo [2] lực nén lò xo nón cụt tạo F lx để ép lên đĩa ép nhằm tạo mô men ma sát cho ly hợp đựơc xác định theo công thức: δ λ Ln(1/k ) (1-k ) λ (1-k ) 2π.E d [δ2 +(h-λ ).(h- )] Flx = d 2 (1-k ) (1-k ) (1-μ ) D (1-k ) 2 P e Trong : 17 De: Đường kính lớn lò xo đĩa nón cụt ứng với vị trí tỳ lên đĩa ép, (m) Theo [2] De ≈ (0,94 ÷ 0,97).2.R2 (với R2 bán kính ma sát ) Chọn De ≈ 0,95.2.R2 số vào ⇒ De =0,95.2.0,120= 0,228(m) Sơ chọn qua đường kính mép xẻ rảnh D e Theo [2] D = 1, ÷ 1,5 a D D 0, 228 e e Chọn D =1,3 ⇒ Da= 1,3 = 1,3 = 0,175 a λ: độ dịch chuyển (biến dạng )của lò xo, (m) E: Mô- duyn đàn hồi kéo nén E = 2,1.1011(N/m2) μp : hệ số poat- xông, thép lò xo : μ p =0,26 D δd :Độ dày lò xo đĩa, (m) theo [2] e =75 ÷ 100 δd D D 0, 228 e Chọn sơ δ =100 ⇒ δd = e = =0,00228 (m) 100 100 d h :độ cao phần không xẻ rãnh nón cụt trạng thái tự do, (m) h Theo [2] δ = 1,5 ÷ d sơ chọn h=1,55 δd = 1,55.0,00228 = 0,004 (m) =4 (mm) k1,k2 :các tỷ số kích thước đĩa nón cụt, theo [2] k1,k2 xác định : D  k = a  De  (D +D ) k = e a  2.D e  0,175   k1= 0,228 =0,7675  0,228+0,175 k = =0,88377 2.0,228  18 Các kích thước Da, δ d ,h xác định xác cho lò xo h nón cụt ép phẳng vào ly hợp ( λ= ) lực ép lò xo Flx đạt lực ép yêu cầu k0.F xác định là: Flx = 4505 (N) Để thuận lợi cho việc tính toán, nên viết biểu thức Flx lại sau:   F = A.B.λ δ +(h-C.λ).(h- C λ   d  lx   π.E  A=  1-μ  P  δ Ln(1/k )  B= D  D2 (1-k )2  e  (1-k )  C= (1-k )  ( )   F = A.B.λ δ +(h-C.λ).(h- C λ)   d  lx    π.E π.2,1.1011  A= = =7,07566.1011 2 (1-0,26 )  1-μ  P  δ Ln(1/k ) 0,00228 Ln(1/0,7675)  B= d = =0,86 2  2 0,228 (1-0,88377) D (1-k )  e  (1-k ) (1-0,7675) =  C= =2 (1-k ) (1-0,88377)   ( ) Nhờ công cụ slover, ta xác định xác kích thước D a, δ d ,h h cho lò xo nón cụt ép phẳng vào ly hợp ( λ = ) lực ép lò xo Flx đạt lực ép yêu cầu Flx=4505 (N): Da=175(mm), δ d =2,8(mm), h = 3,7(mm), A=7,07566.1011; B=0,86; C=2 19 Lần lượt thay giá trị vào biểu thức tính Flx Ta hàm Flx=f( λ ) sau: Flx=(8.1011) λ - (44,96.108) λ +(87,76.105) λ c Kích thước đòn mở lò xo ép đĩa nón cụt xẻ rảnh: Kích thước đặc trưng cho đòn mở lò xo đĩa côn D i thông số xác định theo yêu cầu đặc tính làm việc nêu phải thỏa mãn điều kiện bền bền mở ly hợp theo [2] sau:   2Fm Da 0,5E 0,5(D-D a )α +δd α  σ= +  δ (D +D ) 1-μ Da d i a p   (De -Da ) D= D   Ln  e ÷   Da     2h  ÷ α=Arctan   De -D a   Trong : σ: Ứng suất lớn điểm nguy hiểm (điểm B Hình 2.2), [N/m2] Di: Đường kính đỉnh đĩa côn, [m] Theo [2] : (De/Di ≥ 1,5) 0, 228 Chọn Di = De / 2,5 = 2,5 = 0,091 [m] (1.8) Fm: Lực tác dụng lên đỉnh nón mở ly hợp, xác định : (De -Dc )  F =F m lx  (Dc -Di )   D = (De +Da )  c Thế số: 20 Dc= De + Da ( 0,228 + 0,175) = = 0,2015 2 idm= ( De − Di ) ( 0,2015 − 0,091) = = 4,7 ( De − Dc ) ( 0,228 − 0,2015) [m] (1.9) (1.10) Fm= Flx idm = 4505 = 1352 [N] 4,7  2h α = arctan  De − D a D=   2.0,0037   = arctan  = 0,14 [rad] (1.12) , 228 , 175    ( De − Da ) ( 0,228 − 0,175) = = 0,2 D ln e  Da    (1.11)  0,228  ln   0,175  [m] (1.13) Fm Da 0,5E 0,5( D − Da )α + δ dα σ = + = Da δ d ( Di + Da ) − µ p2 2.1552.0,175 0,5.2,1.1011 0,5.( 0,2 − 0,175) 0,14 + 0,00228.0,14 + 0,175 0,00228 ( 0,091 + 0,175) − 0,26 σ= 755,8 [MN/m2] (1.14) So với ứng suất cho phép vật liệu làm lò xo [σ] =1000 [MN/m2] lò xo đĩa nón cụt thiết kế hoàn toàn thỏa mãn điều kiện bền 2.3.Tính toán điều khiển ly hợp 2.2.1 Xác định thông số điều khiển ly hợp trợ lực: Để mở ly hợp (ly hợp ôtô kiểu thường đóng lực ép lò xo) lái xe phải tác dụng lực vào bàn đạp ly hợp, thông qua hệ thống điều khiển (ngày thường dùng truyền động thủy lực), lực khuếch đại 21 truyền đến đĩa ép lực ngược chiều với lực ép lò xo có giá trị lực nén lò xo mở ly hợp Tỷ số khuếch đại hệ thống điều khiển lớn, lực điều khiển từ bàn đạp nhỏ giảm nhẹ điều kiện làm việc cho lái xe Tuy vậy, tỷ số truyền bị giới hạn hành trình dịch chuyển bàn đạp tầm với chân lái xe có hạn a Xác định hành trình bàn đạp Sbd [mm]: (Các dịch chuyển hệ thống điều khiển ly hợp thường nhỏ nhiều so với đơn vị đo mét nên phần thống dùng thứ nguyên dịch chuyển mm) Khi mở ly hợp, đĩa ép tách khỏi đĩa bị động với khe hở tối thiểu đôi bề mặt ma sát δm nhằm bảo đảm cho đĩa ma sát bị động ly hợp tách hoàn toàn khỏi đĩa ép bánh đà động d1 a δ Fbd f d2 b e Sbd Hình 2.4 Sơ đồ tính toán ly hợp dẫn động thủy lực trợ lực Thực tế, trước tách đĩa ép khỏi đĩa ma sát bị động, bàn đạp có khoảng chạy không tải để khắc phục tất khe hở có hệ thống điều khiển (khoảng chạy không gọi hành trình tự do) 22 Quan hệ khe hở với độ dịch chuyển bàn đạp S bd [mm] (còn gọi hành trình bàn đạp) ly hợp mở xác định theo tỷ số truyền hệ thống điều khiển xác định theo[2] : S bd = (δ m z ms + δ dh )idk + δ ac e a + (δ 01 + δ 02 ) bd f b Trong : δm : Khe hở đôi bề mặt ma sát mở ly hợp, [mm] Với ly hợp đĩa theo [2] zms = 2; δm = 0,75 ÷ 1,0 [mm] Chọn δm=0,75[mm] δdh: Độ dịch chuyển thêm cần thiết đĩa ép độ đàn hồi đĩa bị động Theo [2] chọn : δdh = [mm] δ0: Khe hở tự cần thiết đòn mở bạc mở, [mm] Đối với xe tải nhẹ: δ0 ≈ ÷3 [mm],[2] Chọn δ0 = [mm] δ01: Khe hở tự cần thiết bàn đạp hệ thống dẫn động, [mm] Theo [2].δ01 = 0,5 ÷ 1,0 [mm], Chọn δ01 = 0,5[mm] δ02: Khoảng cách mở lỗ thông bù dầu xy- lanh chính, [mm] Theo [2] δ02 ≈ 1,5 ÷2 [mm],Chọn δ02 ≈ 1,5 [mm] a : Tỷ số truyền bàn đạp, ký hiệu ibd b c : Tỷ số truyền dẫn động trung gian, ký hiệu itg d Theo [2] itg ≈ 0,9 ÷1,1.Chọn itg = 0.9 e : Tỷ số truyền đẩy bạc mở , ký hiệu ic f Theo [2] icm ≈ 1,4 ÷2,2.Chọn icm = 1.4 (*) 23 idk: Tỷ số truyền chung toàn hệ thống điều khiển; tích tỷ số truyền thành phần tham gia hệ thống điều khiển idk = ibd itg icm idm Với idm tỷ số truyền đòn mở Với ly hợp kiểu lò xo ép đĩa nón cụt idm xác định từ kích thước đĩa ép (H 2.2): idm = ( Dc − Di ) = 4,17 ( De − Dc ) ta suy : [ (1.15) ] S bd = (δ m z ms + δ dh ).i tg i cm i dm + δ i tg i c + (δ 01 + δ 02 ) i bd Hành trình tính toán theo (1.9) (1.11) phải nằm giới hạn tầm với (tầm duỗi chân) người lái xe, với xe tải nhỏ: Theo[2] [S bd] ≈ 150 ÷ 180 [mm], chọn Sbd=150[mm] Thế số, ta tính tỷ số truyền bàn đạp để Sbd ∈ [Sbd] sau: ibd [ S bd ] = (δ m z ms + δ dh ).itg icm idm + δ itg icm + (δ 01 + δ 02 ) [ ibd = ] 155 [ (0,75.2 + 1).1.2.4,17 + 2.1.2 + (0,5 + 1,5) ] = 5,5 (1.16) b Xác định lực tác dụng lên bàn đạp Fbd [N]: Lực cần thiết phải tạo bàn đạp mở ly hợp, ký hiệu F bd [N], xác định : Fbd ≥ Fm max(*) idk (*)ηdk Trong : Fmmax(*): Lực lớn tác dụng lên đỉnh lò xo ép đĩa nón mở ly hợp 24 Đối với lò xo đĩa nón cụt thì: Fmmax ≈ F= 1552 Từ kết (1.11) Fmmax(*) = 1352 [N] (1.17) idk(*): Tỷ số truyền hệ thống điều khiển, tính đến đỉnh nón idk(*) = ibd.itg.icm idk(*) = 5,5.1.2=11 ηdk : Hiệu suất hệ thống điều khiển Chọn ηdk ≈ 0,90 (ηdk ≈ 0,85 ÷ 0,90) Thế số ta có : 1352 Fbd ≥ 11.0,90 ≥ 136 [N] (1.18) Vậy lực đạp cần thiết bàn đạp hệ thống điều khiển lớn Fbd ≈ 136 [N] So với giá trị cho phép xe tải nhẹ [F bd] = 250 [N] thỏa mãn, không cần phải trợ lực cho hệ thống điều khiển mở ly hợp c Tính toán thêm lực tác đạp Fbd sử dụng lò xo xoắn: Theo (1.13) thì, lực tác dụng lên bàn đạp Fbd: Fbd ≥ Fm max(*) idk (*)η dk Fmmax(*): Lực lớn tác dụng lên đỉnh lò xo ép đĩa nón mở ly hợp Fmmax ≈ Flxmax zlx Khi sử dụng lò xo dây xoắn thì: + Flxmax = Flx+ Clxλm + Flx: Lực ép cần thiết lò xo đóng ly hợp, [N] k F Flx= Z lx Từ kết (1.6) ta có F = 4291 25 K0 hệ số tính đến giản nở, nới lỏng lò xo theo [2] k0=(1,05:1,08) chọn k0= 1,05 Zlx số lượng lò xo theo [2] zlx=(12:18) chọn zlx =12 Thế số ta có Flx= 1,05.4291 =375,4 N 12 (1.19) +Clx: Độ cứng mổi lò xo dây xoắn, Clx= [N/m] ) Trong đó: β: Hệ số dự trữ tính toán ly hợp Từ (1.1) β= βmin: Hệ số dự trữ ly hợp kkhi ly hợp mòn đến giới hạn phải thay Theo kinh nghiệm: βmin = (0,8÷0,85)β Chọn βmin = 0,8.β = 0,8.1,4 = 1,12 lm: lượng mòn tổng cộng ma sát Chọn phương pháp gắn ma sát vào đĩa phương pháp dán nên ta có: lm = 0,5.δms.zms Với δms độ dày ma sát: δms = 2,5 ÷ 4,5 Chọn δms = [mm] Ưu tiên chọn Zms =2 Thế số ta có: lm = 0,5.3.2 = [mm] +λm: Độ biến dạng thêm lò xo mở ly hợp, [m] λm = δmzms + δdh Trong đó: δm: Khe hở hoàn toàn đôi bề mặt ma sát Với ly hợp ma sát đĩa: zms=2, δm=(0.75 ÷ 1.0)[mm] 26 Chọn δm=0.75[mm] δdh: Độ dịch chuyển thêm cần thết đĩa ép độ đàn hồi đĩa bị động Chọn δdh= [mm] λm = 2.0,75+1 =2,5 => C lx = 375,4  1,12  1 −  = 25026 [N/m] 0,003   Thế số ta có: Flxmax = 375,4 + 25026.0,0025 = 437 [N] 2367626 => Flx max ≥ 11.0,9 ≥ 437 [N] Như Fbd ≥ (1.20) Fm max(*) idk (*)η dk Từ kết (1.20) Fm max = Flx max.zlx =437.12= 5244[N] Idk tỷ số truyền hệ thống điều khiển tính đến đĩa ép Idk =ibd.itg.icm.idm từ kết (1.15),(1.16),(*)và tài liệu [2] ta có Idk=1.4,7.2.5,5=51.7 ηdk hiệu suất hệ thống điều khiển theo [2] (0,85:0,90) chọn ηdk = 0.85 Như Fbd ≥ 5244 ≥108[N] (1.21) 51,7.0,85 Vậy lực đạp cần thiết bàn đạp hệ thống nhỏ so với giá trị cho phép [Fbd]=155N nên ta không cần trợ lực d tính toán xi lanh d.1 Yêu cầu kỹ thuật xi lanh thuỷ lực - Đủ công suất để vận hành theo yêu cầu 27 - xi lanh thủy lực phải làm việc an toàn, thông suốt, điều khiển dễ dàng, nhiệt độ dầu không vượt ngưỡng cho phép, hiệu suất truyền cao - Không rò rỉ dầu hệ thống - Hai xi lanh phải làm việc đồng bộ, đồng tốc - Vật liệu sử dụng phải phù hợp với điều kiện môi trường d.2 Vật liệu sử dụng - Vật liệu chế tạo loại xi lanh tư vấn thiết kế khí quy định - Cần pittông thép bon chất lượng cao (hoặc thép không rỉ), mạ crome, crome –nikel phủ gốm kim loại - Vật liệu sử dụng để thiết kế chế tạo phận lại phải mới, có nhãn mác xuất xứ rõ ràng, phù hợp với yêu cầu - Có thể sử dụng loại thép nước khác có chất lượng tương đương, phải kiểm tra đầy đủ - Vật liệu sơn phủ phải với thiết kế, phù hợp điều kiện môi trường nơi đặt máy d.3 Xác định thông số theo [2] lực tác dụng lên bàn đạp để tạo nên áp suất hệ thống xác định theo phương trình sau: π D p1 ibd [N] Fbd = η tl D: đường kình xi lanh P: áp suất chọn hệ thống, theo [2] p ≈ (4000:6000)[ KN/m2], chọn p = 4700 [KN/m2] = 47000N/m2 Ibd: tỉ số truyền bàn đạp theo kết (1.16) ibd= 5,5 Fbd: lực tác dụng lên bàn đạp theo kết (1.16) Fbd = 136N ηtl : hiệu suất truyền động thủy lực theo [2] ηtl =(0,8:0,9) chọn ηtl= 0,8 28 Như D = Fbd 4.η tl 136.4.0,8 = = 0,025 [m] (1.22) π p.ibd 47000.π 5,5 e xilanh làm việc xilanh làm việc thông thường lựa chọn cò đường kính với xilanh theo kết (1.22) chọn d = 0,025 [m] 2.3 Kết luận, kiến nghị 2.3.1 Kết luận: Qua trình nghiên cứu đề tính toán, nhóm em giải yêu cầu đề đặt với kết thông số ly hợp, cấu ép, dẫn động điều khiển, hiểu biết thêm nhiều kiến thức ngành nghề mà yêu thích bên cạnh nhận số kiến thức học không áp dụng, tính toán thường xuyên dễ dàng quên nhanh chóng Biết cách tính toán chi tiết ly hợp ô tô, thông số, trạng thái ly hợp kiểu truyền động, loại ly hợp dùng cho xe Từ thấy để thiết kế, đưa chi tiết xe sử dụng đạt tiêu an toàn, độ tin cậy thật khó vô Nhưng củng mà chúng em hăng hái tiếp tục phấn đấu theo đường mà lựa chọn 2.3.2 Kiến nghị Song trình tính toán sai sót chưa sâu vào đề tài, phần thời gian hạn hẹp, thiếu trang thiết bị, kinh nghiệm chúng em non kém, nhóm em xin kiến nghị tiếp tục nghiên cứu thêm để hoàn thiện đồ án hoàn chỉnh (Với ly hợp ô tô vấn đề chưa tìm hiểu nghiên cứu kiến nghị tìm hiểu nghiên cứu để hoàn thiện ) TÀI LIỆU THAM KHẢO 29 [1] Lê Văn Tụy “Kết cấu tính toán ô tô” Đà Nẵng, 2005 [2] Lê Văn Tụy “Tính toán thiết kế ô tô” Đà Nẵng, 2005 [3] Nguyễn Hữu Cẩn, Dư Quốc Thịnh, Thái Phạm Minh, Nguyễn Văn Tài, Lê Thị Vàng “Lý Thuyết Ô Tô Máy Kéo” Hà Nội: NXB Khoa học kỹ thuật; 2005 [4] Nguyễn Hữu Cẩn, Phan Đình Kiên “Thiết kế tính toán ô tô máy kéo”,T1, NXB đại học trung học chuyên nghiệp, Hà Nội, 1987 [5] TS.Nguyễn Hoàng Việt “ Giáo trình Kết cấu tính toán ô tô” Đà Nẵng, 2000